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Verfahren zur Herstellung feuerfester Erzeugnisse.
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung feuerfester Erzeugnisse, insbesondere geformter Steine, aus Gemischen von Chromeisenerz (Chromit) mit weniger als 50% Magnesia, insbesondere Sintermagnesit. Das Verfahren liefert Erzeugnisse, die Druekfeuerbeständigkeit, Temperaturwechselbeständigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen chemische Einflüsse in hervorragendem Masse in sich vereinigen und dabei eine Kaltdruckfestigkeit besitzen, die allen Anforderungen genügt.
Reine Chromitsteine zeigen bei grosser Widerstandsfähigkeit gegen saure und basische Schlacken
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keit. Es ist bekanntgeworden, dass die Druckfeuerbeständigkeit der Chromitgrundmasse durch Zusatz von feinverteilter Magnesia gesteigert werden kann und dass hiedurch auch die Temperaturwechselbeständigkeit zunimmt. Um in dieser Weise eine auffällige Steigerung der Temperaturwechselbeständigkeit zu erzielen, muss aber die zugesetzte Magnesiamenge so gross sein, dass dadurch die Beständigkeit der Masse gegen saure Schlacken empfindlich zurückgeht. Ferner beeinflusst der Zusatz von Magnesia zum Chromit schon in geringen Mengen die Kaltdruckfestigkeit der Masse in höchst ungünstigem Sinn.
Durch vergleichende Versuche mit Gemischen von Chromit und Magnesit, beginnend mit 90% Chromit und 10% Magnesit und endend mit 10% Chromit und 90% Magnesit, wurde festgestellt, dass die Kurve der Kaltdruckfestigkeit schon im allerersten Teil steil absinkt, hernach bis über das Verhältnis 50 : 50 hinaus fast waagrecht verläuft, um erst dann wieder anzusteigen. Diese Tatsache erklärt, warum die Versuche zur Herstellung von Chrommagnesiasteinen, die den versehiedenen Anforderungen an feuerfeste Massen annähernd gleichmässig entsprechen, lange erfolglos geblieben sind.
Es wurden verschiedene Wege besehritten, um einen Ausgleich der einander widerstreitenden Bedingungen nach Möglichkeit herbeizuführen.
So wurde vorgeschlagen, dem Chromit überschüssige Magnesiamengen (vorzugsweise 70%) zuzusetzen und den Chromitanteil ausschliesslich oder vorwiegend als Grobkorn in den Satz einzubringen. Dieses Verfahren führt zu Steinen, deren Beständigkeit gegen saure Schlacken zufolge des hohen Gehaltes an Magnesia hinter der reiner Chromitsteine weit zurücksteht. Zudem blieb die Kaltdruckfestigkeit gleichwohl unbefriedigend und konnte nur durch Verarbeitung sehr kalkreicher Magnesiaklinker (aus dolomitischem Magnesit) entsprechend erhöht werden, wodurch die Verschlaekungsbeständigkeit noch weiter verschlechtert wird (Carrie und Mitanmelder, D. R. P. Nr. 624763).
Auf Grund der Annahme, dass der günstige Einfluss eines Zusatzes von feinverteilter Magnesia zur Chromitgrundmasse darauf beruht, dass dieses basische Oxyd die freie Kieselsäure der Chromitgangart beseitigt und die im System MgO. Si02 vorhandenen niedrig schmelzenden Silikate in magnesiumreichere, höher schmelzende Silikate überführt, wurde von anderer Seite vorgeschlagen, dem Chromerz so viel feinverteiltes MgO zuzusetzen, als auf Grund einer vorherigen chemischen und petro-
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soll das Chromerz nach diesem Vorschlag, vorzugsweise im Gemisch mit einem Teil oder der Gesamtmenge der zuzusetzenden Magnesia, bei hoher Temperatur (vorteilhaft 1760-18700 C) vorgebrannt werden (Seil, britische Patentschrift Nr. 409130).
Das vorgebrannte Gut wird dann, wenn erforderlich,
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nach Zusatz der restlichen Magnesia, zu zwei Chargen aufgearbeitet, von denen die eine alle Teilchen von 0 bis 3'4 mm, die andere nur Teilchen unter 0'84 mm mit sehr viel Feinstmehl unter 0'0074 mm enthält. Aus Gemischen dieser beiden Chargen werden Formlinge hergestellt, die schliesslich ein zweitesmal gebrannt werden. Um eine Einwirkung der feinverteilten Magnesia auf die Silikate der Chromitgrundmasse bei tieferen Temperaturen (z. B. 14270 C) herbeizuführen, wurde ferner der Zusatz von bekannten Schmelzmitteln (Mineralisatoren), wie Borax, Flussspat, Borsäure, zum Chromit und die"Impfung"der Masse mit Forsteritkristallen empfohlen (Harvey, amerikanische Patentschrift Nr. 2053146).
Diese Verfahren sind umständlich und teuer.
Der Anmelderin selbst ist es vor einiger Zeit gelungen, sehr temperaturwechselbeständige und feuerfeste Chromit-Magnesiasteine von hinreichender Kaltdruckfestigkeit dadurch zu erzeugen, dass der Möller unter Einbringung des Hauptteiles der Magnesia als Feinmehl aus mindestens 60, höchstens 80 Hundertteilen Chromit und höchstens 40, mindestens 20 Hundertteilen Magnesia zusammengesetzt und diese Massnahme mit einem bestimmten Kornaufbau verbunden wurde.
Nach diesem Verfahren (vgl. britische Patentschrift Nr. 435448) dient für die Korngrössenverhältnisse die Regel, dass der Satz aus Feinkorn der Teilchengrösse unterhalb 0-2 mm (vorteilhaft unterhalb O'l mm) und aus Grobkorn der Teilchengrösse oberhalb 1'0 mm entweder unter Verminderung des Mittelkorns in der Weise gebildet wird, dass das Verhältnis von Feinkorn zu Mittelkorn zu Grobkorn den Grenzwerten (20 bis 40) : (15 bis 25) : (35 bis 65) entspricht oder unter völliger Ausscheidung des Mittelkorns so'zusammengestellt wird, dass das Verhältnis von Feinkorn zu Grobkorn den Grenzwerten (20 bis 40) : (80 bis 60) entspricht.
Die fortgesetzte Forschungsarbeit hat nun zu einer neuen Erkenntnis geführt, die es ermöglicht, die hervorragend günstigen Ergebnisse dieses Verfahrens unter Verminderung des Chromerzabfalles in einfacherer Weise zu erzielen. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass bei Zusammensetzung der Masse aus einem Gemisch von Chromit (Chromeisenerz) mit weniger als 50% Magnesia, das die Hauptmenge der Magnesia in feinverteilter Form enthält, im Satz die Anwesenheit des feinsten Chromitmehlanteiles einer Korngrösse, deren obere Grenze unterhalb 0-5 mm, vorzugsweise bei 0-15 mm, aber nicht unterhalb 0'1 mm liegt, vermieden wird.
Das Verfahren beruht auf dem Gedanken, durch Aussieben der feinsten Chromitteilchen zu verhindern, dass die sehr fein verteilten Teilchen der zugesetzten Magnesia teilweise mit dem Chromoxyd, das in Form des bei 2200'schmelzenden Doppeloxydes Fe0. Cr, O" die hochfeuerfeste Grundmasse des Chromerzes bildet, in Reaktion treten und dadurch der Einwirkung auf die Gangart des Chromerzes, durch deren Veränderung bei diesem neuen Verfahren ebenso wie beim ursprünglichen Verfahren der überraschende Erfolg hervorgerufen wird, zum Teil entzogen werden.
Es ist von ausschlaggebender Bedeutung, dass das Magnesiafeinmehl vom Chromoxyd den Reaktionen mit den Silikaten der Gangart nicht streitig gemacht wird, weil den zusetzbaren Magnesiamengen nach oben hin dadurch eine Grenze gesetzt ist, dass der gemischte Chromit-Magnesiastein mit Zunahme des Magnesiagehaltes den neutralen Charakter des reinen Chromitsteines mehr und mehr einbüsst. Beim ursprünglichen Verfahren wird durch die besondere, auf eine Verminderung oder Beseitigung des Mittelkorns von O'l bis 1 mm hinauslaufende Kornklassierung eine möglichst vollkommene Raumausfüllung, d. h.
eine möglichst dichte Packung, der grünen Masse erzielt, die es ermöglicht, die angestrebte chemische Umwandlung der zwischen 1280 und 14400 C schmelzenden Magnesiumsilikate der Gangart, die beim Brennen der Steine schmelzen, um sodann glasig zu erstarren, in den erst bei 19500 C schmelzenden Forsterit, der beim Brennen der Steine kristallinisch bleibt, mit einer Mindestmenge von Magnesiafeinstgut gleichmässig zu erreichen. Beim vorliegenden Verfahren wird durch die einfache Veränderung des Chromerzmahlgutes, die im Absieben der feinsten Teile besteht, ohne sonstige Kornklassierung, d. h. ohne Verminderung oder völlige Ausscheidung des Mittelkorns, der Gesamterfolg des ursprünglichen Verfahrens ungemindert herbeigeführt.
Im älteren Schrifttum über die Herstellung von Magnesiasteinen aus einem Gemisch von gröberem Mahlgut mit Magnesiafeinmehl findet sich mehrfach die Feststellung, dass die Wirkungen des Magnesiazusatzes mit zunehmendem Feinheitsgrad der Magnesia, bis zur kolloiden Dispersität hinab, immer günstiger werden. Diese Beobachtung trifft auch für das vorliegende Verfahren zu, wie dies im übrigen für Reaktionen, die in fester (d. h. nicht schmelzflüssiger) Phase vor sich gehen sollen, ganz selbstverständlich ist ; in Verbindung mit der Verarbeitung von Chromit, aus dem die feinsten Anteile entfernt sind, kommt dem Feinheitsgrade der Magnesiafraktion aber eine weitaus einschneidendere Bedeutung zu.
Die Magnesiafraktion 0-0'1 mm wird daher zweckmässig durch weitere Zerkleinerung in Feinstmehl verwandelt.
Bei sonst sehr günstigen Bedingungen hat schon die Entfernung der Chromitfraktion 0-0-1 mm bemerkenswert gute Folgen. Im allgemeinen verbessert sich bei gleichbleibender Menge des Magnesiazusatzes die Temperaturwechselbeständigkeit, hauptsächlich in bezug auf die Regelmässigkeit der Ergebnisse, wesentlich, wenn die obere Grenze der ausgeschiedenen Chromitfraktion bis zu 0'15me und darüber verschoben ist. Hiebei ist aber zu beachten, dass bei steigender Temperaturwechselbeständigkeit die Kaltdruckfestigkeit stark zu fallen beginnt, wenn die obere Grenze dieser Fraktion über einen bestimmten Wert (im allgemeinen 0'15 mm) hinausgeht. Es ist also auch in dieser Hinsicht
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ein Ausgleich zwischen zwei einander widerstreitenden Bedingungen zu suchen.
Immerhin ist auch bei Entfernung der Chromitfraktion 0-0'5 nun die Kaltdruckfestigkeit noch ausreichend, wenn der verhältnismässige Anteil an allerfeinsten Teilchen im zugesetzten Magnesiafeinmehl gross genug ist. Fehlt es in der zugesetzten Magnesia an einer zureichenden Menge von Teilchen unterhalb 0#06 mm (um einen Anhaltspunkt zu geben), so geht die Kaltdruekfestigkeit empfindlich zurück, auch wenn die ausgeschiedene Chromitfraktion nach oben hin schon bei O'l mm abgeschnitten wird.
Die besondere Zusammenwirkung des Chromits, in dem die feinsten Anteile fehlen, mit einem Zusatz von feinstverteilter Magnesia macht sich auch geltend, wenn die zugesetzten Magnesiamengen im Rahmen des früheren Verfahrens zur Herbeiführung auffällig besserer Ergebnisse nicht ausreichen würden. Die vorteilhafteste Zusammensetzung entspricht im allgemeinen einem Verhälntis von 20 bis 40 Teilen Magnesia zu 80 bis 60 Teilen Chromit ; sinkt der Magnesiaanteil unter 20%, so geht die Temperaturweehselbeständigkeit schon recht fühlbar zurück. Innerhalb dieser Grenzen wird die günstigste Magnesiamenge, die insbesondere auch von der Beschaffenheit des Chromits abhängt, zweckmässig durch den Versuch ermittelt.
Die Magnesia wird durch Brennen von Rohmagnesiten bis zur Sinterung in der zur Erzeugung von Sintermagnesiten üblichen Weise hergestellt, u. zw. vorzugsweise aus kalkarmen Magnesiten (0'5 bis 2'5% CaO). Statt Sintermagnesia kann auch geschmolzene Magnesia verwendet werden. Von den Chromiten sind harte Chromeisenerzsorten geeignet, deren Gehalt an Cr203 etwa zwischen 38-50% liegt. Die ehromreieheren Sorten kommen nur wegen ihres höheren Preises weniger in Betracht. Das Verfahren macht es möglich, den Chromit mit sehr günstigen Ergebnissen in ungebranntem Zustand zu verarbeiten ; dadurch wird aber ein Vorbrennen des Chromits nicht ausgeschlossen.
Die durch innige Mischung des ungebrannten Chromitmahlgutes mit dem Magnesiafeinmehl gewonnene Masse wird nach Zusatz von Wasser, allenfalls unter Mitverwendung eines Bindemittels verformt, getrocknet und schliesslich bei Temperaturen zwischen 1400 und 1600 C gebrannt. Als Bindemittel kann Sulfitablauge, Melasse, Dextrin oder irgendein anderes der üblicherweise verwendeten organischen Bindemittel oder ein anorganisches Bindemittel, wie Wasserglas, Magnesiumsulfat od. dgl., Verwendung finden.
Es lassen sich auch kaltgebundene, ungebrannte Chrommagnesiasteine nach dem Verfahren mit Vorteil herstellen.
Ausführungsbeispiel :
Aus gemahlenem Chromeisenerz, das alle Korngrössen von 0 bis 3-0 mm enthält, werden die folgenden Korngruppen entfernt :
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3. 0-0. 3mm
4. 0-0#4 mm
5. 0-0-5 mm.
Von dem verbleibenden Mahlgut werden 70% mit 30% eines Sintermagnesitfeinmehls innig gemischt, das dadurch gewonnen wird, dass die Fraktion 0-0'1 mrn in einer Rohrmiihle weiter zerkleinert wird. Die Kornanalyse eines solchen Magnesits mit dem Windsichter von Gonell zeigt z.
B. das folgende Ergebnis :
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<tb>
<tb> mm <SEP> Prozente
<tb> 0-0-006 <SEP> 9-75
<tb> 0'005-0'01 <SEP> 18'40
<tb> 0-01-0-02 <SEP> 17-60
<tb> 0-02-0-04 <SEP> 33-40
<tb> 0-04-0-06 <SEP> 12-80
<tb> über <SEP> 0-06 <SEP> 8-05
<tb> 100-00
<tb>
In diesem Mahlgut sind also über 45% der Teilchen kleiner als 0'02 mm und nahezu 80% kleiner als 0-04 mm. In den Zeichnungen sind in den Fig. 1 und 2 neben den Siebkurven des Chromitmahlgutes die Siebkurven des Fertiggemisches 1 und 5 ersichtlich gemacht. Als Bindeflüssigkeit werden der Masse 4-5 Hundertteile einer Sulfitablauge von ungefähr 200 Bé zugesetzt. Nach dem Trocknen werden die Steine bei 1400-1600 C gebrannt.
Ergebnisse :
T. W. B. = Temperaturwechselbeständigkeit
K. D. F. = Kaltdruckfestigkeit
D. F. B. = Druckfeuerbeständigkeit ta = Beginn der Erweichung te = haltlose Erweichung
Ps = scheinbare Porosität
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<tb>
<tb> Chromit <SEP> T.W.B. <SEP> D.F.B. <SEP> Raumgewicht <SEP> K.D.F.
<tb>
Korgrössen <SEP> Mittelwert <SEP> ta <SEP> te <SEP> Wassermm <SEP> v. <SEP> 5 <SEP> Best. <SEP> C <SEP> aufnahme- <SEP> x <SEP> Raum- <SEP> = <SEP> Ps
<tb> vermögen <SEP> gewicht
<tb> 0-3 <SEP> 7 <SEP> 1570 <SEP> 1700 <SEP> 6-96 <SEP> 3-06 <SEP> 21-3 <SEP> 359
<tb> 1. <SEP> 0-1-3 <SEP> 50 <SEP> 1535 <SEP> 1700 <SEP> 6-5 <SEP> 3#10 <SEP> 20#1 <SEP> 292
<tb> 2. <SEP> 0-2-3 <SEP> > 70 <SEP> 1600 <SEP> 1700 <SEP> 6-4 <SEP> 3-12 <SEP> 20-0 <SEP> 270
<tb> 3. <SEP> 0-3-3 <SEP> > 70 <SEP> 1590 <SEP> 1705 <SEP> 6-6 <SEP> 3-10 <SEP> 20-5 <SEP> 205
<tb> 4. <SEP> 0'4-3 <SEP> > 70 <SEP> 1580 <SEP> 1700 <SEP> 6-8 <SEP> 3-09 <SEP> 21-1 <SEP> 203
<tb> 5.
<SEP> 0-5-3 <SEP> > 70 <SEP> 1565 <SEP> 1705 <SEP> 7-0 <SEP> 3-07 <SEP> 21-3 <SEP> 191
<tb>
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Grenzzahl 0#5 mm für diese Erfindung insofern auch eine sachliche Bedeutung zu, als sie im Hinblick auf den mit Hinaufschiebung der Grenze stetig wachsenden Rückgang der Kaltdruckfestigkeit gewissermassen den Schnittpunkt zweier einander widerstreitender Bedingungen bildet.
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Process for the manufacture of refractory products.
The invention relates to the production of refractory products, in particular shaped bricks, from mixtures of chrome iron ore (chromite) with less than 50% magnesia, in particular sintered magnesite. The process delivers products that combine pressure resistance, thermal shock resistance and resistance to chemical influences to an excellent degree and at the same time have cold pressure resistance that meets all requirements.
Pure chromite stones show great resistance to acidic and basic slag
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speed. It has become known that the pressure fire resistance of the chromite base mass can be increased by adding finely divided magnesia and that this also increases the resistance to temperature changes. In order to achieve a noticeable increase in resistance to temperature changes in this way, the amount of magnesia added must be so large that the resistance of the compound to acidic slag is significantly reduced. In addition, the addition of magnesia to the chromite, even in small amounts, has an extremely unfavorable effect on the cold compressive strength of the compound.
Through comparative tests with mixtures of chromite and magnesite, starting with 90% chromite and 10% magnesite and ending with 10% chromite and 90% magnesite, it was found that the curve of the cold compressive strength drops steeply in the very first part, then to above the ratio 50:50 out almost horizontally, only then to rise again. This fact explains why the attempts to manufacture chrome magnesia bricks, which almost uniformly meet the various requirements for refractory masses, have long remained unsuccessful.
Various ways were taken to balance the conflicting conditions as far as possible.
It was proposed to add excess magnesia to the chromite (preferably 70%) and to add the chromite content exclusively or mainly as coarse grains to the batch. This process leads to stones whose resistance to acidic slag is far behind that of pure chromite stones due to the high content of magnesia. In addition, the cold compressive strength remained unsatisfactory and could only be increased accordingly by processing very lime-rich magnesia clinker (made from dolomitic magnesite), which further worsened the resistance to blockage (Carrie and Mitanmelder, D. R. P. No. 624763).
Based on the assumption that the beneficial effect of adding finely divided magnesia to the chromite base mass is based on the fact that this basic oxide removes the free silica of the chromite gangue and those in the MgO system. SiO2 converts existing low-melting silicates into magnesium-rich, higher-melting silicates, it was proposed by other sources to add as much finely divided MgO to the chrome ore as on the basis of a previous chemical and petrochemical
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According to this proposal, the chrome ore is to be pre-burned at high temperature (advantageously 1760-18700 C), preferably in a mixture with part or the total amount of the magnesia to be added (Seil, British patent specification No. 409130).
The pre-burned goods are then, if necessary,
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after adding the remaining magnesia, worked up to two batches, one of which contains all particles from 0 to 3'4 mm, the other only particles under 0'84 mm with a lot of fine flour under 0'0074 mm. Mixtures of these two batches are used to produce moldings which are then fired a second time. In order to bring about an action of the finely divided magnesia on the silicates of the chromite base mass at lower temperatures (z. B. 14270 C), the addition of known melting agents (mineralizers), such as borax, fluorspar, boric acid, to the chromite and the "inoculation" of Forsterite crystal mass recommended (Harvey, American Patent No. 2053146).
These procedures are cumbersome and expensive.
The applicant himself succeeded some time ago in producing very temperature change-resistant and refractory chromite-magnesia bricks of sufficient cold compressive strength by adding the main part of the magnesia as fine flour from at least 60, at most 80 percent chromite and at most 40, at least 20 percent Magnesia and this measure was combined with a certain grain structure.
According to this method (cf. British patent specification No. 435448), the rule that the set of fine grains with a particle size below 0-2 mm (advantageously below 0.1 mm) and coarse grains with a particle size above 1'0 mm is used for the particle size ratios is formed with a reduction in the medium grain in such a way that the ratio of fine grain to medium grain to coarse grain corresponds to the limit values (20 to 40): (15 to 25): (35 to 65) or is compiled with complete elimination of the medium grain, that the ratio of fine grain to coarse grain corresponds to the limit values (20 to 40): (80 to 60).
The ongoing research work has now led to a new finding which makes it possible to achieve the extremely favorable results of this process with a reduction in chrome ore waste in a simpler manner. The essence of the invention is that when the mass is composed of a mixture of chromite (chrome iron ore) with less than 50% magnesia, which contains the main amount of magnesia in finely divided form, the presence of the finest chromite flour fraction of a grain size, its upper limit below 0-5 mm, preferably 0-15 mm, but not below 0.1 mm, is avoided.
The process is based on the idea of sifting out the finest chromite particles to prevent the very finely divided particles of the added magnesia from being partly mixed with the chromium oxide, which is in the form of the double oxide FeO, which melts at 2200 °. Cr, O "forms the highly refractory base mass of the chrome ore, reacting and thereby partially withdrawing the influence on the gangue of the chrome ore, the change of which in this new process as well as in the original process produces the surprising success.
It is of crucial importance that the magnesia fine flour from chromium oxide is not disputed with the reactions with the silicates of the gangue, because the upper limit of the amount of magnesia that can be added is that the mixed chromite-magnesia stone changes the neutral character of the with an increase in the magnesia content pure chromite stone is losing more and more. In the original method, the special grain classification, which results in a reduction or elimination of the average grain from 1 to 1 mm, ensures that the space is as complete as possible, ie. H.
A dense packing as possible, the green mass is achieved, which enables the desired chemical transformation of the gangue magnesium silicates, which melt between 1280 and 14400 C and which melt when the stones are fired and then solidify glassy, into forsterite, which only melts at 19500 C , which remains crystalline when the stones are fired, can be achieved evenly with a minimum amount of fine magnesia. In the present process, by simply changing the ground chrome ore, which consists in sieving off the finest parts, without any other grain classification, i.e. H. without a reduction or complete elimination of the medium grain, the overall success of the original process is brought about undiminished.
In the older literature on the production of magnesia stones from a mixture of coarser ground material with fine magnesia powder, it is stated several times that the effects of the addition of magnesia become more and more favorable with increasing degree of fineness of the magnesia, down to colloid dispersity. This observation also applies to the present process, as is, moreover, quite self-evident for reactions which are intended to take place in the solid (i.e. not molten) phase; In connection with the processing of chromite, from which the finest parts have been removed, the degree of fineness of the magnesia fraction is of far more decisive importance.
The magnesia fraction 0-0'1 mm is therefore suitably converted into fine flour by further comminution.
Under otherwise very favorable conditions, the removal of the chromite fraction 0-0-1 mm has remarkably good results. In general, with the same amount of magnesia added, the resistance to temperature changes improves significantly, mainly with regard to the regularity of the results, if the upper limit of the chromite fraction precipitated is shifted up to 0.15me and above. However, it should be noted that with increasing resistance to temperature changes, the cold compressive strength begins to fall sharply when the upper limit of this fraction exceeds a certain value (generally 0.15 mm). So it is in that regard too
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to seek a balance between two conflicting conditions.
After all, even when the chromite fraction 0-0'5 is removed, the cold compressive strength is still sufficient if the proportion of very fine particles in the added fine magnesia powder is large enough. If the added magnesia lacks a sufficient amount of particles below 0 # 06 mm (to give a clue), the cold pressure strength drops significantly, even if the chromite fraction precipitated is cut off towards the top at 1/1 mm.
The special interaction of the chromite, in which the finest proportions are missing, with the addition of finely divided magnesia is also asserted if the added amounts of magnesia in the context of the earlier process would not be sufficient to bring about noticeably better results. The most advantageous composition generally corresponds to a ratio of 20 to 40 parts of magnesia to 80 to 60 parts of chromite; If the proportion of magnesia falls below 20%, the resistance to temperature changes is already noticeably reduced. Within these limits, the most favorable amount of magnesia, which in particular also depends on the nature of the chromite, is expediently determined by experiment.
The magnesia is produced by firing raw magnesites until sintering in the manner customary for producing sintered magnesites, u. between preferably low-lime magnesites (0'5 to 2'5% CaO). Molten magnesia can also be used instead of sintered magnesia. Of the chromites, hard chrome iron ore types are suitable, the Cr203 content of which is between 38-50%. The more noble varieties are only less suitable because of their higher price. The process makes it possible to process the chromite in the unfired state with very favorable results; however, this does not rule out pre-burning of the chromite.
The mass obtained by intimately mixing the unfired chromite ground material with the magnesia fine flour is shaped, dried and finally fired at temperatures between 1400 and 1600 C after adding water, possibly with the use of a binding agent. As a binder, sulphite waste liquor, molasses, dextrin or any other commonly used organic binder or an inorganic binder such as water glass, magnesium sulphate or the like can be used.
Cold-bonded, unfired chrome magnesia bricks can also be produced with advantage using the process.
Embodiment:
The following grain groups are removed from ground chrome iron ore, which contains all grain sizes from 0 to 3-0 mm:
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3. 0-0. 3mm
4.0-0 # 4 mm
5. 0-0-5 mm.
70% of the remaining ground material is intimately mixed with 30% of a fine sintered magnesite meal, which is obtained by further comminuting the 0-0'1 mm fraction in a tube mill. The grain analysis of such a magnesite with the Gonell wind sifter shows z.
B. the following result:
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<tb>
<tb> mm <SEP> percentages
<tb> 0-0-006 <SEP> 9-75
<tb> 0'005-0'01 <SEP> 18'40
<tb> 0-01-0-02 <SEP> 17-60
<tb> 0-02-0-04 <SEP> 33-40
<tb> 0-04-0-06 <SEP> 12-80
<tb> via <SEP> 0-06 <SEP> 8-05
<tb> 100-00
<tb>
In this regrind, over 45% of the particles are smaller than 0.02 mm and almost 80% are smaller than 0-04 mm. In the drawings, in addition to the sieve curves of the chromite ground material, the sieve curves of the finished mixture 1 and 5 are shown in FIGS. 1 and 2. 4-5 percent of a sulphite waste liquor of approximately 200 Bé is added to the mass as a binding liquid. After drying, the stones are fired at 1400-1600 C.
Results :
T. W. B. = Resistance to thermal shock
K. D. F. = cold compressive strength
D. F. B. = Pressure fire resistance ta = Beginning of softening te = Unstable softening
Ps = apparent porosity
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<tb>
<tb> Chromite <SEP> T.W.B. <SEP> D.F.B. <SEP> density <SEP> K.D.F.
<tb>
Coresize <SEP> mean value <SEP> ta <SEP> te <SEP> watermm <SEP> v. <SEP> 5 <SEP> Confirm. <SEP> C <SEP> recording- <SEP> x <SEP> room- <SEP> = <SEP> Ps
<tb> ability <SEP> weight
<tb> 0-3 <SEP> 7 <SEP> 1570 <SEP> 1700 <SEP> 6-96 <SEP> 3-06 <SEP> 21-3 <SEP> 359
<tb> 1. <SEP> 0-1-3 <SEP> 50 <SEP> 1535 <SEP> 1700 <SEP> 6-5 <SEP> 3 # 10 <SEP> 20 # 1 <SEP> 292
<tb> 2. <SEP> 0-2-3 <SEP>> 70 <SEP> 1600 <SEP> 1700 <SEP> 6-4 <SEP> 3-12 <SEP> 20-0 <SEP> 270
<tb> 3. <SEP> 0-3-3 <SEP>> 70 <SEP> 1590 <SEP> 1705 <SEP> 6-6 <SEP> 3-10 <SEP> 20-5 <SEP> 205
<tb> 4. <SEP> 0'4-3 <SEP>> 70 <SEP> 1580 <SEP> 1700 <SEP> 6-8 <SEP> 3-09 <SEP> 21-1 <SEP> 203
<tb> 5.
<SEP> 0-5-3 <SEP>> 70 <SEP> 1565 <SEP> 1705 <SEP> 7-0 <SEP> 3-07 <SEP> 21-3 <SEP> 191
<tb>
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Limit number 0 # 5 mm for this invention also has an objective significance insofar as it forms the point of intersection of two conflicting conditions in view of the steadily growing decrease in cold compressive strength as the limit is pushed up.